Podzemna voda kot vir pitne vode

doc.dr. Mihael Brenčič, univ.dipl.inž.geol.

Katedra za geologijo krasa in hidrogeologijo,Oddelek za geologijo, NTF, UL

&Oddelek za hidrogeologijo, Geološki zavod Slovenije

Ljubljana, 21. november 2008

Potek predavanja

• Uvod• Kaj je podzemna voda?• Kaj je vodonosnik?• Onesnaževanje podzemne vode• Hidrogeološke meritve• Objekti za zajem podzemne vode• Podzemna voda kot vir pitne vode• Sklep

Podzemna voda je paradoksalen pojav

• Podzemne vode ne vidimo

Kaj je podzemna voda?

• Podzemna voda je sestavni del vodnega kroga v katerem voda v naravi neprestano kroži– Eden od treh podsistemov

• Površinska voda je neposredno povezana s podzemno vodo, vendar je po svoji naravi povsem drugačen pojav

Kaj je podzemna voda?

• Voda, ki se nahaja pod Zemljino površino– Zelo široka definicija -> generična definicija.– Zavzema vodo ne glede na njeno agregatno

stanje.– Ne glede na to ali so tla, sediment, kamnina

ali hribina v celoti ali deloma zasičeni z vodo.– Pojem, ki se je uveljavil tudi v zakonodaji.

Kaj je podzemna voda?

• Kaj pa terminologija?– Podzemna voda– Voda v tleh– Podzemeljska voda– Podzemska voda– Podzemnica– Podtalnica– Podtalna voda– Talna voda– Talnica– Studenčnica– Precejna voda– Plastovna voda

Kaj je podzemna voda?

• Veda, ki se ukvarja s podzemno vodo, se imenuje HIDROGEOLOGIJA– Izraz je v znanost uvedel Lamarck leta 1802

• uporabil ga je kot oznako za raziskovanje vpliva, ki ga imajo vode na Zemljino površje

– Joseph Lucas 1874: »Horizontalni vodnjaki, nova uporaba geoloških principov zaučinkovito oskrbo Londona s čisto vodo«

Kaj je vodonosnik?

• Janez Jesenko (1874):

“Če pride voda do plasti, skozi katero ne leze globokeje, teče po njej ali noter v zemljo, če je plast noter naklonjena, ali pa proti njenemu koncu, proti poveršju zemeljskemu, če je plast na unanjo stran naklonjena. Taka plast se imenuje VODONOSNA, na njej tekoča voda pa vodna žila”

Kaj je podzemna voda?

• Hidrogeološki model– Opredelitev območja– Opredelitev “rezervoarja”– Opredelitev bariere

Kaj je vodonosnik?

• Definicija vodonosnika– Presenetljivo (naravoslovno) nenatančne definicije– Vse veljavne definicije izhajajo iz utilitarne rabe

podzemne vode

• Sediment ali kamnina, ki vsebuje takšno količino podzemne vode, da jo lahko ekonomsko izkoriščamo (IAH definicija)– Evropska okvirna direktiva

• Pomen za oskrbo s pitno vodo (“pomembne količine”)• Od podzemne vode odvisni ekosistemi (“pomemben tok”)

Kaj je vodonosnik?

• Kapilarni dvig– Kapilarna voda

Kaj je vodonosnik?

• Hidrogeološke lastnosti– Poroznost in prepustnost

• Glavni pogoji:– Prisotnost praznin

• Kamnine in sedimenti se glede na hidrogeološke danosti med seboj razlikujejo

Kaj je vodonosnik?

• Pojavljanje podzemne vode je tesno povezano s poroznostjo

• Kaj so pore?– Celotna poroznost– Efektivna ali učinkovita poroznost

• Različne vrste učinkovite poroznosti– Pomembno pri preučevanju gibanja onesnaževal

Kaj je vodonosnik?

Kaj je vodonosnik?

• Prepustnost– Sposobnost kamnine ali sedimenta, da

prevaja vodo– Koeficient prepustnosti (tudi koeficient

vodoprepustnosti, koeficient hidravlične prevodnosti)• Enota [m/s] včasih tudi [m/dan]• Majhne cifre (npr. 10-3 m/s)

• Transmisivnost, izdatnost (specifična izdatnost)

Kaj je vodonosnik?

Medzrnski vodonosniki

Vodonosniki, ki so najpogosteje zajeti za oskrbo s pitno vodo

Razpoklinski vodonosniki

Kanalski (kraški) vodonosniki

Kanalski (kraški) vodonosniki

Izviri

• Izdanek podzemne vode

• Ogledalo vodonosnika ali vodonosnih struktur

• Pomoč pri analizi porazdelitve podzemne vode v prostoru

• Zanimiv naravni pojav

Izviri

Pojavljanje podzemne vode

• Pojavljanje podzemne vode je odvisno od vrste dejavnikov

• Njena porazdelitev v prostoru je neenakomerna

Prestor in sodelavci, 2005

Medzrnski vodonosniki

po Prestor in sodelavci, 2005

Medzrnski vodonosniki s slabo prepustnim pokrovom

po Prestor in sodelavci, 2005

Kraško razpoklinski vodonosniki

po Prestor in sodelavci, 2005

Slabo prepustne kamnine in sedimenti

po Prestor in sodelavci, 2005

Onesnaževanje podzemne vode

Onesnaževanje podzemne vode

Onesnaževanje podzemne vode

Onesnaževanje podzemne vode

Hidrogeološki objekti

• Črpališča:– Vodnjaki– Ostala tehnična oprema

• Objekti za opazovanje podzemne vode– Opazovalne vrtine (piezometri)– Naravni objekti (brezna, izviri)

Hidrogeološki objekti

Hidrogeološki objekti

Hidrogeološki objekti

Hidrogeološke meritve

• Predvsem meritve na terenu– Črpalni poizkusi– Nalivalni poizkusi– Različne meritve

• Meritve nivojev podzemne vode• Meritve različnih fizikalno kemijskih parametrov

– Karotažne meritve

Hidrogeološke meritve – nihanje gladine podzemne vode

152,50

153,00

153,50

154,00

154,50

155,00

155,50

156,00

156,50

23-dec-88 7-maj-90 19-sep-91 31-jan-93 15-jun-94 28-okt-95 11-mar-97 24-jul-98 6-dec-99 19-apr-01 1-sep-02

Datum

GW

L

Hidrogeološke meritve

Podzemna voda kot vir pitne vode

• Podzemna voda je kemijsko, količinsko in temperaturno stabilna– Ugodne bakteriološke in kvalitativne lastnosti– Do sprememb prihaja relativno počasi

• Lažje ukrepanje

• Pogosto se pojavlja tam, kjer drugih vodnih virov ni

Podzemna voda kot vir pitne vode

• Poceni in zanesljiva oskrba z vodo – 2 miljardi ljudi se oskrbuje s podzemno vodo

• 40% svetovne produkcije hrane je odvisne od namakanja s podzemno vodo

• Vsaj 12 mest s populacijo večjo od 10,4 miljona ljudi je odvisno od oskrbe s podzemno vodo

Podzemna voda kot vir pitne vode

• Ali je Slovenija bogata z vodo?• Povprečni letni pretok v celotnem vodnem krogu

1005 m3/s– 31,7 km3/leto– 0,5 l/s na prebivalca– 15850 m3/leto na prebivalca

• 0,07 % svetovne bilance odtoka• Po površini Slovenija zavzema 0,01 %• Specifični pretok na Zemlji 10 l/s/km2

• Specifični pretok v Sloveniji 45 l/s/km2

Podzemna voda kot vir pitne vode

319 mm917 mmOdtok

415 mm650 mmIzhlapevanje

734 mm1567 mmPadavin

EvropaSlovenija

Podzemna voda kot vir pitne vode

• V Sloveniji je nad 90% vode (od 90 do 99%

celotne porabe - odvisno od metodologije) ki se jo izkorišča kot vir pitne vode po izvoru podzemna voda– Površinsko vodo izkorišča le nekaj manjših

vodovodov– Medzrnski vodonosniki najpomembnejši– Kraško razpoklinski vodonosniki

Podzemna voda kot vir pitne vode

• Koliko vode porabimo?– V Sloveniji trenutno porabimo približno 10%

dinamičnih zalog podzemne vode

• Ali poraba vode narašča?– Danes več kot 1 miljarda ljudi brez dostopa do

zdravstveno ustrezne pitne vode– Več kot 2 miljardi ljudi brez dostopa do

ustreznih sanitarnih pogojev

Podzemna voda kot vir pitne vode

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Pre

tok

m3/

s

Podzemne skupaj Skupaj dobavljena voda Gospodinjstva

Podzemna voda kot vir pitne vode

• Dobavljene količine– leta 1980 5,07 m3/s– višek 1990 5,78 m3/s– leta 2004 4,30 m3/s

• Dobavljena količina vode je podobna pretokom Sotle, Kokre pri Kokri, Savice – Ukanc, Mislinje, Dravinje

• Količine vode v gospodinjstvu– leta 1980 87 l/dan/osebo– leta 2004 126 l/dan/osebo

• Poraba vode za gospodinjstvo ustreza povprečnemu letnemu pretoku rek Hublja, Savinje pri Solčavi, Pivke

Podzemna voda kot vir pitne vode

• Zaloge podzemne vode lahko razdelimo na naslednje kategorije:−izkoriščane, −zajete, −potencialne, −razpoložljive, −celotne.

Podzemna voda kot vir pitne vode

Vrste zalog podzemne vode

Vse podzemne vode [m3/s]

Podzemne vode v medzrnskih

vodonosnikih [m3/s]

Podzemne vode v razpoklinskih

vodonosnikih [m3/s] Zajete zaloge 10,6 4,7 5,9

Potencialne zaloge 38,8 13,8 25,0 Razpoložljive

zaloge 49,6 18,9 30,8 Celotne zaloge 55,2 20,6 34,6

Hvala za pozornost